Alkali-silica-reactie
Laatst bijgewerkt: 27-12-2025
Definitie
De alkali-silica-reactie (ASR) is een schadelijke chemische reactie in beton tussen de alkalische bestanddelen van cement en reactief silica uit toeslagmaterialen, die in aanwezigheid van vocht leidt tot de vorming van een expansieve gel, met interne spanningen en scheurvorming als gevolg.
Omschrijving
Alkali-silica-reactie (ASR), ook wel bekend als 'betonkanker', is een endogene degeneratiereactie die de duurzaamheid van betonconstructies aantast. Deze reactie vindt plaats wanneer alkaliën (voornamelijk natrium- en kaliumionen) in het poriewater van het beton reageren met bepaalde reactieve silica-bevattende mineralen in het toeslagmateriaal, zoals opaal, chalcedoon, poreuze vuursteen en sommige zandstenen. De reactie produceert een alkali-silicagel dat hygroscopisch is, wat betekent dat het water aantrekt en absorbeert. Dit water zorgt ervoor dat de gel zwelt, waardoor drukspanningen binnen het beton ontstaan. Wanneer deze interne druk de treksterkte van het beton overschrijdt, leidt dit tot scheurvorming, afbrokkeling (spalling) en uiteindelijk tot verlies van sterkte en structurele integriteit van de constructie. Het proces verloopt doorgaans traag en kan zich pas na jaren openbaren, waarbij typische craquelé-achtige scheuren zichtbaar worden. De aanwezigheid van voldoende alkaliën, reactief silica en vocht zijn de drie essentiële voorwaarden voor het optreden van schadelijke ASR.
Oorzaken en Gevolgen
De oorzaken van ASR zijn drieledig: de aanwezigheid van reactief silica in het toeslagmateriaal, voldoende alkaliën in het cement (of via externe bronnen zoals dooizouten of zeewater) en de beschikbaarheid van vocht in het beton. Zonder een van deze componenten zal een schadelijke ASR niet optreden. De gevolgen van ASR manifesteren zich als scheurpatronen die vaak beschreven worden als 'krokodillenhuid' of craquelé. Deze scheuren ontstaan in de reactieve toeslagmaterialen en verspreiden zich vervolgens door de cementmatrix. Soms kan er een geelachtige, stroperige gel uit de scheuren sijpelen, vaak gepaard gaand met witte uitbloeiingen (calciumcarbonaat) aan het oppervlak. In gevorderde stadia kan dit leiden tot het afbreken van betonstukken en verschuivingen van constructieve elementen, wat de draagkracht en veiligheid van de constructie ernstig kan beïnvloeden.
Preventie en Beheersing
Preventieve maatregelen zijn cruciaal om ASR te voorkomen. Dit omvat het gebruik van toeslagmaterialen met een lage reactiviteit, cementsoorten met een laag alkaligehalte (bijvoorbeeld hoogovencement of cement met toevoeging van pozzolanen zoals vliegas of metakaolien), en het beperken van de vochttoetreding in het beton. Pozzolanen en hoogovenslakken verminderen de hoeveelheid beschikbare alkaliën voor de reactie. Er zijn specifieke normen en aanbevelingen, zoals CUR-Aanbeveling 89 in Nederland, die richtlijnen bieden voor het voorkomen van schadelijke ASR. Hoewel ASR in Nederland lang onderkend is geweest, is de diagnose van structuren met ASR in de jaren '90 toegenomen, wat heeft geleid tot verdere richtlijnen en onderzoek.
Gebruikte bronnen: